JPH0481353B2 - - Google Patents
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- JPH0481353B2 JPH0481353B2 JP22064182A JP22064182A JPH0481353B2 JP H0481353 B2 JPH0481353 B2 JP H0481353B2 JP 22064182 A JP22064182 A JP 22064182A JP 22064182 A JP22064182 A JP 22064182A JP H0481353 B2 JPH0481353 B2 JP H0481353B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は透明電極を有する半導体装置及びその
製造法に係わるものである。例えば太陽電池、ホ
トダイオード、或いは撮像装置等に適用されるも
のである。
製造法に係わるものである。例えば太陽電池、ホ
トダイオード、或いは撮像装置等に適用されるも
のである。
従来、例えば太陽電池においては周知のように
第１図に示すような構造が採用されている。第１
図において、１は基板、２は下部電極、３は半導
体、４は透明電極、５は金属をくし形に形成した
上部電極である。透明電極４に光を照射ることで
半導体３中に発生する正孔及び電子を下部電極２
と上部電極５とを通して外部に取出すものであ
る。また、例えばホトダイオードは、従来、第２
図に示す断面構造で実現されている。第２図にお
いて、６は基板、７は下部電極、８は半導体、９
は透明電極、１０は電流取出し用の上部電極で一
般に金属が用いられる。透明電極９に光を入射す
ることにより、下部電極７と上部電極１０との間
に入射光に応じた電流が流れる。
第１図に示すような構造が採用されている。第１
図において、１は基板、２は下部電極、３は半導
体、４は透明電極、５は金属をくし形に形成した
上部電極である。透明電極４に光を照射ることで
半導体３中に発生する正孔及び電子を下部電極２
と上部電極５とを通して外部に取出すものであ
る。また、例えばホトダイオードは、従来、第２
図に示す断面構造で実現されている。第２図にお
いて、６は基板、７は下部電極、８は半導体、９
は透明電極、１０は電流取出し用の上部電極で一
般に金属が用いられる。透明電極９に光を入射す
ることにより、下部電極７と上部電極１０との間
に入射光に応じた電流が流れる。
このように従来の透明電極を備えた光電変換素
子は、透明電極の上に金属よりなる上部電極を形
成する２重電極構造であり、従つてその製造工程
としても、透明電極の形成とその加工、金属より
なる上部電極の形成とその加工という工程が必要
であつた。さらに、透明電極としては周知のよう
にITO（Indium Tin Oxide）が用いられるが、
この材料は通常、スパツタ蒸着により形成され、
従つて、ITO形成時に半導体表面に欠陥を生ぜし
めたり、また，良質のITO膜を得るのが難しいな
どの問題点をもつている。さらに、ITO膜上に上
部電極となる金属をホトエツチングで加工すると
きに、ITOは極めて耐薬品性が弱い材料であるこ
とから、ITOも溶解してしまうということもあ
り、透明電極にITOを使用するには多くの問題点
があつた。
子は、透明電極の上に金属よりなる上部電極を形
成する２重電極構造であり、従つてその製造工程
としても、透明電極の形成とその加工、金属より
なる上部電極の形成とその加工という工程が必要
であつた。さらに、透明電極としては周知のよう
にITO（Indium Tin Oxide）が用いられるが、
この材料は通常、スパツタ蒸着により形成され、
従つて、ITO形成時に半導体表面に欠陥を生ぜし
めたり、また，良質のITO膜を得るのが難しいな
どの問題点をもつている。さらに、ITO膜上に上
部電極となる金属をホトエツチングで加工すると
きに、ITOは極めて耐薬品性が弱い材料であるこ
とから、ITOも溶解してしまうということもあ
り、透明電極にITOを使用するには多くの問題点
があつた。
本発明の目的は、半導体層として水素化シリコ
ンを用いた場合、電極製造工程を大幅に軽減でき
ると共に前記した諸問題点を解決できる透明電極
を備えた半導体装置とその製造法を提供すること
にある。
ンを用いた場合、電極製造工程を大幅に軽減でき
ると共に前記した諸問題点を解決できる透明電極
を備えた半導体装置とその製造法を提供すること
にある。
本発明の骨子は次の通りである。水素化非晶質
シリコン層を有する半導体を用い、この水素化非
晶質シリコン層とCr、Mo、Ｗ、Ti、Ｖ、Zr、
Nb、Ta、Hf、Niの群から選ばれた少なくとも
一者を含有する金属膜との界面反応によつて両者
の界面に形成される透光性の導電体層を透明電極
として用いるものである。
シリコン層を有する半導体を用い、この水素化非
晶質シリコン層とCr、Mo、Ｗ、Ti、Ｖ、Zr、
Nb、Ta、Hf、Niの群から選ばれた少なくとも
一者を含有する金属膜との界面反応によつて両者
の界面に形成される透光性の導電体層を透明電極
として用いるものである。
従つて、その製造法の骨子は次の通りである。
所定基板上に水素化非晶質シリコン層を形成し、
更にこの上部に前述のCr、Mo、Ｗ等を含有する
所定の金属膜を形成し、その両者を界面反応を生
ぜしめその界面に投光性の導電体層を形成させ
る。そしてこの導電体層を形成するに当つて用い
た金属膜を除去する工程を含むことを特徴とする
ものである。
所定基板上に水素化非晶質シリコン層を形成し、
更にこの上部に前述のCr、Mo、Ｗ等を含有する
所定の金属膜を形成し、その両者を界面反応を生
ぜしめその界面に投光性の導電体層を形成させ
る。そしてこの導電体層を形成するに当つて用い
た金属膜を除去する工程を含むことを特徴とする
ものである。
なお、前記の金属膜としては前記した金属の単
体のみでなく、その相互に混合物、合金、或いは
Cr−Al、Cr−Ni、Cr−Ni−Al等前述した金属
を含有する金属膜を用いることが出来る。
体のみでなく、その相互に混合物、合金、或いは
Cr−Al、Cr−Ni、Cr−Ni−Al等前述した金属
を含有する金属膜を用いることが出来る。
この金属膜の厚さは、この金属層を透明導電体
層を形成後除去してしまうのでそれ程選択性はな
いが、通常、300Å〜2000Å、より好ましくは500
Å〜2000Å程度を用いる。余り膜がうすいと膜の
均一性に劣る。一方、余り厚い膜を用いても特に
利点はなく、かえつて金属膜の応力によつて半導
体層に悪影響をおよぼす可能性が増大する。
層を形成後除去してしまうのでそれ程選択性はな
いが、通常、300Å〜2000Å、より好ましくは500
Å〜2000Å程度を用いる。余り膜がうすいと膜の
均一性に劣る。一方、余り厚い膜を用いても特に
利点はなく、かえつて金属膜の応力によつて半導
体層に悪影響をおよぼす可能性が増大する。
反応温度は100℃〜250℃の範囲を用いる。特に
250℃以上になると水素化非晶質シリコンの変質
がはじまるので好ましくない。反応時間は反応温
度にもよるが20分〜１時間程度である。余り長時
間加熱しても特に利点はない。
250℃以上になると水素化非晶質シリコンの変質
がはじまるので好ましくない。反応時間は反応温
度にもよるが20分〜１時間程度である。余り長時
間加熱しても特に利点はない。
又、金属膜形成時に加熱しても（加熱蒸着）良
く、更に勿論金属膜形成後加熱処理しても良い。
く、更に勿論金属膜形成後加熱処理しても良い。
更に、水素化非晶質シリコン層上への金属膜の
形成の直前に同シリコン層の表面を除去し、いわ
ゆる表面酸化層と思われる層を除去した場合、特
に加熱処理を施こさなくとも透明導電体層の形成
が可能となる。金属蒸着源よりの加熱によつて60
℃〜70℃の加熱が試料になされ透明導電体層が形
成される。
形成の直前に同シリコン層の表面を除去し、いわ
ゆる表面酸化層と思われる層を除去した場合、特
に加熱処理を施こさなくとも透明導電体層の形成
が可能となる。金属蒸着源よりの加熱によつて60
℃〜70℃の加熱が試料になされ透明導電体層が形
成される。
水素化非晶質シリコン層としてはその伝導型が
ｐ型、ｉ型、ｎ型のいずれの場合も同様に透明導
電膜が形成される。勿論、Ｐ、Ｂ、Ｎ、Ｃ、Ｏ、
或いはGe等の不純物を含有していても同様であ
る。
ｐ型、ｉ型、ｎ型のいずれの場合も同様に透明導
電膜が形成される。勿論、Ｐ、Ｂ、Ｎ、Ｃ、Ｏ、
或いはGe等の不純物を含有していても同様であ
る。
又非晶質シリコンのダングリングボンド
（danglingbond）のターミネートするため導入さ
れているＨの代りにＦを用いてターミネートした
非晶質シリコンの場合も同様の透光性導電膜が形
成される。
（danglingbond）のターミネートするため導入さ
れているＨの代りにＦを用いてターミネートした
非晶質シリコンの場合も同様の透光性導電膜が形
成される。
こうして形成された透光性導電体層は光透過性
も十分実用的であり、一方抵抗値も約10kΩ／□
以下でこれも実用上問題ない範囲にある。即ち、
通常、この種のホトセンサの透光性導電膜の感度
は4pA／lxであり、光感度としては約100lxのも
のが多用されるので、ホトセンサの光電流は4pA
×100＝400pAである。したがつて、透光性導電
体層の抵抗値が10kΩの時の電圧降下は10kΩ×
400pA＝4μVとなり、実用上全く問題はなく、ホ
トセンサにとつて、透光性導電体層の抵抗値が
10kΩ／□というのは充分に低い抵抗値である。
なお、Cr以外のMo、Ｗ、Ti、Ｖ、Zr、Nb、
Ta、Hf、Niについては、非晶質シリコン上にこ
れらの金属膜を形成し、加熱処理後、金属膜を除
去した部分の残存表面層を対して、テスタによる
通電試験を行い、それぞれの金属の場合にテスタ
の針の振れが所定の範囲内に入ることより、残存
表面層がそれぞれ実用可能の範囲内の抵抗値を有
する透光性導電体層であることが確認された。
も十分実用的であり、一方抵抗値も約10kΩ／□
以下でこれも実用上問題ない範囲にある。即ち、
通常、この種のホトセンサの透光性導電膜の感度
は4pA／lxであり、光感度としては約100lxのも
のが多用されるので、ホトセンサの光電流は4pA
×100＝400pAである。したがつて、透光性導電
体層の抵抗値が10kΩの時の電圧降下は10kΩ×
400pA＝4μVとなり、実用上全く問題はなく、ホ
トセンサにとつて、透光性導電体層の抵抗値が
10kΩ／□というのは充分に低い抵抗値である。
なお、Cr以外のMo、Ｗ、Ti、Ｖ、Zr、Nb、
Ta、Hf、Niについては、非晶質シリコン上にこ
れらの金属膜を形成し、加熱処理後、金属膜を除
去した部分の残存表面層を対して、テスタによる
通電試験を行い、それぞれの金属の場合にテスタ
の針の振れが所定の範囲内に入ることより、残存
表面層がそれぞれ実用可能の範囲内の抵抗値を有
する透光性導電体層であることが確認された。
本発明は、上記発見による非晶質シリコンと金
属との界面反応で形成される透明導電体層を透明
電極とするものである。本発明によれば、例えば
第１図の太陽電池を作る場合、半導体３の上に水
素化非晶質シリコン層を形成し、その上に例えば
Crを加熱蒸着し、次に必要なCr部分だけを残し
あとのCrを除去してやるだけで太陽電池が完成
してしまう。製造工程が従来法に比べて半減し、
ITOの場合のような問題点もない。この場合、
Cr膜の蒸着としては、抵抗加熱蒸着、電子ビー
ム蒸着、スパツタ蒸着のいずれの方法でも全く同
様の透明電極が自然に形成されることを確認し
た。水素化非晶質シリコンあるいはＰ（リン）を
ドープしたｎ型の非晶質シリコンは充分利用でき
るものである。ただし、これらの非晶質シリコン
は自然酸化されやすく、１ケ月程度空気中に放置
すると厚みが数10Å程度の酸化膜が形成され、こ
の酸化膜がある場合、その上にCrを形成しても、
酸化膜が反応防止の役割を果たし、透光性の導電
体層が形成されなくなる。従つてこの酸化膜は除
去してから本発明を適用する必要がある。一方、
Ｂをドープした水素化非晶質シリコンは上記のも
のより化学的に安定であり、10ケ月程度放置して
も酸化膜はできず、常に導電体層を得ることがで
きた。
属との界面反応で形成される透明導電体層を透明
電極とするものである。本発明によれば、例えば
第１図の太陽電池を作る場合、半導体３の上に水
素化非晶質シリコン層を形成し、その上に例えば
Crを加熱蒸着し、次に必要なCr部分だけを残し
あとのCrを除去してやるだけで太陽電池が完成
してしまう。製造工程が従来法に比べて半減し、
ITOの場合のような問題点もない。この場合、
Cr膜の蒸着としては、抵抗加熱蒸着、電子ビー
ム蒸着、スパツタ蒸着のいずれの方法でも全く同
様の透明電極が自然に形成されることを確認し
た。水素化非晶質シリコンあるいはＰ（リン）を
ドープしたｎ型の非晶質シリコンは充分利用でき
るものである。ただし、これらの非晶質シリコン
は自然酸化されやすく、１ケ月程度空気中に放置
すると厚みが数10Å程度の酸化膜が形成され、こ
の酸化膜がある場合、その上にCrを形成しても、
酸化膜が反応防止の役割を果たし、透光性の導電
体層が形成されなくなる。従つてこの酸化膜は除
去してから本発明を適用する必要がある。一方、
Ｂをドープした水素化非晶質シリコンは上記のも
のより化学的に安定であり、10ケ月程度放置して
も酸化膜はできず、常に導電体層を得ることがで
きた。
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
実施例 １
ここではまず太陽電池に応用した場合の例を第
３図により述べる。ガラス基板１１の上にCr電
極１２を例えばArガスを雰囲気とするスパツタ
蒸着により膜厚0.3μｍに形成する。その上にプラ
ズマCVD（Chemical Vapor Deposition）法で、
基板温度230℃でPH3ガスとSiH4ガスと混合（混
合比PH3／SiH4≧0.5V％）したガスを用いて、Ｐ
を含んだ水素化非晶質シリコン（ｎ層）１３を、
つぎにSiH4ガスのみで水素化非晶質シリコン
（ｉ層）１４を、さらにその上にB2H6ガスと
SiH4ガスとを混合（混合比B2H6／SiH4≧0.5V
％）したガスを用いてＢを含んだ水素化非晶質シ
リコン（ｐ層）１５を順次形成する。各層の膜厚
は例えばｎ層300Å、ｉ層5400Å、ｐ層200Å程度
で良い。つぎにその上全面に、基板温度を100〜
250℃の範囲内（100℃以下では反応速度が遅くな
り、250℃以下では水素が抜け出る割合が多くな
る）とし、Crを0.1μｍ、その上にAlを1μｍの厚
みに、蒸着で形成する。この場合の所要加熱時間
は約60〜30分である。もちろん、Crのみを0.4μｍ
の厚みに形成しても良いが、Alを用いる方が電
極抵抗が低くなる点で有利である。即ち、以後の
加工処理を容易にする点と電気抵抗値を最適範囲
にする点から、Crの厚みは0.1〜0.4μｍの範囲と
することが好ましい。最後にホトエツチング加工
により、くし形電極１７となる部分のCrAlだけ
を残し、その他の部分のCrAlは除去する。なお、
Alに対してはリン酸系のエツチング液を用い、
Crに対しては硝酸第２セリウムアンモン溶液を
用いる。これで、透明電極１６とくし形電極１７
とが形成でき、太陽電池が完成する。なお、上記
の場合はガラス基板１１の上にｎ、ｉ、ｐ層の順
に堆積するとしたが、全く逆の順に堆積しても良
い。
３図により述べる。ガラス基板１１の上にCr電
極１２を例えばArガスを雰囲気とするスパツタ
蒸着により膜厚0.3μｍに形成する。その上にプラ
ズマCVD（Chemical Vapor Deposition）法で、
基板温度230℃でPH3ガスとSiH4ガスと混合（混
合比PH3／SiH4≧0.5V％）したガスを用いて、Ｐ
を含んだ水素化非晶質シリコン（ｎ層）１３を、
つぎにSiH4ガスのみで水素化非晶質シリコン
（ｉ層）１４を、さらにその上にB2H6ガスと
SiH4ガスとを混合（混合比B2H6／SiH4≧0.5V
％）したガスを用いてＢを含んだ水素化非晶質シ
リコン（ｐ層）１５を順次形成する。各層の膜厚
は例えばｎ層300Å、ｉ層5400Å、ｐ層200Å程度
で良い。つぎにその上全面に、基板温度を100〜
250℃の範囲内（100℃以下では反応速度が遅くな
り、250℃以下では水素が抜け出る割合が多くな
る）とし、Crを0.1μｍ、その上にAlを1μｍの厚
みに、蒸着で形成する。この場合の所要加熱時間
は約60〜30分である。もちろん、Crのみを0.4μｍ
の厚みに形成しても良いが、Alを用いる方が電
極抵抗が低くなる点で有利である。即ち、以後の
加工処理を容易にする点と電気抵抗値を最適範囲
にする点から、Crの厚みは0.1〜0.4μｍの範囲と
することが好ましい。最後にホトエツチング加工
により、くし形電極１７となる部分のCrAlだけ
を残し、その他の部分のCrAlは除去する。なお、
Alに対してはリン酸系のエツチング液を用い、
Crに対しては硝酸第２セリウムアンモン溶液を
用いる。これで、透明電極１６とくし形電極１７
とが形成でき、太陽電池が完成する。なお、上記
の場合はガラス基板１１の上にｎ、ｉ、ｐ層の順
に堆積するとしたが、全く逆の順に堆積しても良
い。
実施例 ２
つぎにホトダイオードの場合の例を第４図によ
り説明する。第４図ａは平面構造、ｂは断面構造
を示す。ガラス基板１８の上にCrを0.3μｍの厚み
に形成し、ホトエツチング加工によりCr電極１
９を形成する。その上に、実施例１の場合と全く
同様に、プラズマCVD法で水素化非晶質シリコ
ンのｎ層２０、ｉ層２１、ｐ層２２を順次形成
し、その後、ホトエツチング加工により一部分の
水素化非晶質シリコンを残し、あとは除去する。
除去はCF4を用いたプラズマアツシヤで行なう。
その後、スパツタ蒸着により全面にSiO2２３を
2μｍの厚みに形成し、ホトエツチング加工によ
り水素化非晶質シリコン上と周辺部のSiO2を除
去する。SiO2の除去はフツ酸系のエツチング液
で行なう。その後、基板温度を100〜250℃の範囲
内とし、Crを0.1μｍ厚、Alを1μｍ厚、抵抗加熱
蒸着で形成する。最後にホトエツチング加工によ
り光入射部分のCr−Alを除去してそこに透明電
極２５を残し、その他の部分のCr−Alは除去せ
ずにCr−Al電極２４として残す。もちろん、水
素化非晶質シリコン上のSiO2２３のコンタクト
穴の部分内のCr−Alは除去する。この部分のみ
に相互作用により形成された透明電極２５が残
り、ここが即ち、ホトダイオードの受光窓とな
る。このように光を入射させたい部分のCr−Al
を除去すればそこに透明電極が残り、その他の部
分は遮光用の金属をも兼ねるので、受光面積を正
確にしかも簡単に規定できることになる。これで
ホトダイオードが完成する。
り説明する。第４図ａは平面構造、ｂは断面構造
を示す。ガラス基板１８の上にCrを0.3μｍの厚み
に形成し、ホトエツチング加工によりCr電極１
９を形成する。その上に、実施例１の場合と全く
同様に、プラズマCVD法で水素化非晶質シリコ
ンのｎ層２０、ｉ層２１、ｐ層２２を順次形成
し、その後、ホトエツチング加工により一部分の
水素化非晶質シリコンを残し、あとは除去する。
除去はCF4を用いたプラズマアツシヤで行なう。
その後、スパツタ蒸着により全面にSiO2２３を
2μｍの厚みに形成し、ホトエツチング加工によ
り水素化非晶質シリコン上と周辺部のSiO2を除
去する。SiO2の除去はフツ酸系のエツチング液
で行なう。その後、基板温度を100〜250℃の範囲
内とし、Crを0.1μｍ厚、Alを1μｍ厚、抵抗加熱
蒸着で形成する。最後にホトエツチング加工によ
り光入射部分のCr−Alを除去してそこに透明電
極２５を残し、その他の部分のCr−Alは除去せ
ずにCr−Al電極２４として残す。もちろん、水
素化非晶質シリコン上のSiO2２３のコンタクト
穴の部分内のCr−Alは除去する。この部分のみ
に相互作用により形成された透明電極２５が残
り、ここが即ち、ホトダイオードの受光窓とな
る。このように光を入射させたい部分のCr−Al
を除去すればそこに透明電極が残り、その他の部
分は遮光用の金属をも兼ねるので、受光面積を正
確にしかも簡単に規定できることになる。これで
ホトダイオードが完成する。
ここでは簡単のため、１個のホトダイオードを
形成する場合の例を示したが、全く同様に、ホト
マスクを変えることにより、一次元あるいは二次
元のホトダイオードアレイを形成することも容易
にできることはもちろんでる。なお、前記の場
合、Crの上にAlを形成した金属を用いたが、Cr
の代わりにCrを主体とするCrNiのような金属や
Mo、Ｗを使用でき、また、Alの代わりにAu、
Ni、Ptなども使用できることはもちろんである。
さらに、水素化非晶質シリコンのｐ層22はなくて
も実用上差しつかえない。
形成する場合の例を示したが、全く同様に、ホト
マスクを変えることにより、一次元あるいは二次
元のホトダイオードアレイを形成することも容易
にできることはもちろんでる。なお、前記の場
合、Crの上にAlを形成した金属を用いたが、Cr
の代わりにCrを主体とするCrNiのような金属や
Mo、Ｗを使用でき、また、Alの代わりにAu、
Ni、Ptなども使用できることはもちろんである。
さらに、水素化非晶質シリコンのｐ層22はなくて
も実用上差しつかえない。
実施例 ３
一次元センサとして、マトリクス駆動密着形セ
ンサである。この例として、特開昭52−129258が
ある。この種の一次元センサは、第５図に示すよ
うに、２つのダイオード（図中にDB、DPと表示）
が互いに極性の逆になるよう直列に接続されたも
のが複数個一次元に配列された構成となつてい
る。２６は駆動回路、２７は読取回路である。
ンサである。この例として、特開昭52−129258が
ある。この種の一次元センサは、第５図に示すよ
うに、２つのダイオード（図中にDB、DPと表示）
が互いに極性の逆になるよう直列に接続されたも
のが複数個一次元に配列された構成となつてい
る。２６は駆動回路、２７は読取回路である。
本発明はこのようなダイオード構成の一次元セ
ンサを製作するのに最も適している。以下第６図
を用いてその製作工程を説明する。第６図ａは平
面構造を、ｂは断面構造を示す。２８はガラス基
板であり、この上に基板温度200℃でCr膜を0.2μ
ｍ厚に真空蒸着あるいはスパツタ蒸着する。その
後、ホトエツチング加工によりCr電極２９を形
成する。この上に、実施例１、２の場合と同様
に、水素化非晶質シリコン３７を堆積し、図のよ
うに加工する。この層はプラズマCVD
（Chemical Vapor Deposition）法により基板温
度200℃〜250℃で形成する。各層の作成には原料
ガスとしてｎ層にはPH3ガスとSiH4ガスとを混合
したガス（混合比PH3／SiH4≧0.5体積％）を、ｉ
層にはSiH4ガスを、ｐ層にはB2H6ガスとSiH4ガ
スとを混合したガス（混合比B2H6／SiH4≧0.5体
積％）を用いる。各層の膜厚は例えばｎ層300Å、
ｉ層5400Å、ｐ層250Å程度で良い。この水素化
非晶質シリコン層のうちダイオードとする部分の
みを残してエツチングする。つぎに、全面に絶縁
膜３０（例えば石英ガラスが使用できる）をスパ
ツタ蒸着により1μｍ厚以上形成し、ホトエツチ
ング加工によりコンタクト穴３１，３２，３３，
３４を形成する。エツチング液としてはフツ酸系
のエツチング液を使用する。この上に、基板温度
は100〜250℃としてCr0.1μｍ厚、Alを1.5μｍ厚、
蒸着で形成する。その後、ホトエツチング加工に
よりCr−Al電極を35を形成する。このとき、ホ
トダイオードDP上のコンタクト穴３２の内部の
Cr−Alをも同時に除去することにより、ホトダ
イオード上には透光性の導電体層である透明電極
３６が残ることになり、これが光入射のための窓
となる。このように、本実施例に本発明を適用す
れば、簡単な製作工程でマトリクス駆動形の一次
元センサが実現できる。ここではCr電極２９を
用いるとしたが、この他にも、Ta、NiCr、Mo、
Ｗ、Al、Pt、Pdなどの金属も同様に使用できる。
また、これらを多層にしても勿論良い。
ンサを製作するのに最も適している。以下第６図
を用いてその製作工程を説明する。第６図ａは平
面構造を、ｂは断面構造を示す。２８はガラス基
板であり、この上に基板温度200℃でCr膜を0.2μ
ｍ厚に真空蒸着あるいはスパツタ蒸着する。その
後、ホトエツチング加工によりCr電極２９を形
成する。この上に、実施例１、２の場合と同様
に、水素化非晶質シリコン３７を堆積し、図のよ
うに加工する。この層はプラズマCVD
（Chemical Vapor Deposition）法により基板温
度200℃〜250℃で形成する。各層の作成には原料
ガスとしてｎ層にはPH3ガスとSiH4ガスとを混合
したガス（混合比PH3／SiH4≧0.5体積％）を、ｉ
層にはSiH4ガスを、ｐ層にはB2H6ガスとSiH4ガ
スとを混合したガス（混合比B2H6／SiH4≧0.5体
積％）を用いる。各層の膜厚は例えばｎ層300Å、
ｉ層5400Å、ｐ層250Å程度で良い。この水素化
非晶質シリコン層のうちダイオードとする部分の
みを残してエツチングする。つぎに、全面に絶縁
膜３０（例えば石英ガラスが使用できる）をスパ
ツタ蒸着により1μｍ厚以上形成し、ホトエツチ
ング加工によりコンタクト穴３１，３２，３３，
３４を形成する。エツチング液としてはフツ酸系
のエツチング液を使用する。この上に、基板温度
は100〜250℃としてCr0.1μｍ厚、Alを1.5μｍ厚、
蒸着で形成する。その後、ホトエツチング加工に
よりCr−Al電極を35を形成する。このとき、ホ
トダイオードDP上のコンタクト穴３２の内部の
Cr−Alをも同時に除去することにより、ホトダ
イオード上には透光性の導電体層である透明電極
３６が残ることになり、これが光入射のための窓
となる。このように、本実施例に本発明を適用す
れば、簡単な製作工程でマトリクス駆動形の一次
元センサが実現できる。ここではCr電極２９を
用いるとしたが、この他にも、Ta、NiCr、Mo、
Ｗ、Al、Pt、Pdなどの金属も同様に使用できる。
また、これらを多層にしても勿論良い。
また透明電極を形成するための金属膜及びこれ
を加工して得た上部金属配線３５にはCr−Alの
２層構造としたが、Cr、Mo、Ti、Ｖ、Zr、Nb、
Ta、Ｗ、Hf、Niのうちの１種またはそれを主体
とする金属を非晶質シリコン層と接触する層とす
る構造であれば１層であつても多層であつても問
題はない。またここでは加熱して堆積したが、堆
積後100〜250℃で加熱してもよい。
を加工して得た上部金属配線３５にはCr−Alの
２層構造としたが、Cr、Mo、Ti、Ｖ、Zr、Nb、
Ta、Ｗ、Hf、Niのうちの１種またはそれを主体
とする金属を非晶質シリコン層と接触する層とす
る構造であれば１層であつても多層であつても問
題はない。またここでは加熱して堆積したが、堆
積後100〜250℃で加熱してもよい。
さらにここでは共通配線側を分離ダイオードと
したが、分離ダイオードとホトダイオードの位置
を入れかえてもよい。
したが、分離ダイオードとホトダイオードの位置
を入れかえてもよい。
このような一次元センサの構成としてはここに
示したものを含め第７図ａ〜ｆに示すものがあ
る。第７図ａ，ｂは分離ダイオードとホトダイオ
ードｃ，ｄは分離ダイオードと光導電膜５２，
ｅ、ｆはホトダイオードと容量５３で一画素を構
成したものであり、ａ，ｃ，ｅは横に２つの素子
を並べたもの、ｂ，ｄ，ｆはたてに並べたもので
ある。本発明はこれらすべてに適用可能であるこ
と言うまでもない。すなわち、図中の光のとりこ
み用窓としてホトダイオード、光導電膜の上部の
コンタクト孔のみに先の透明電極を形成すればよ
い。ここでは各ダイオードにpinダイオードを用
いたが、シヨツトキーダイオードを用いてもよ
い。
示したものを含め第７図ａ〜ｆに示すものがあ
る。第７図ａ，ｂは分離ダイオードとホトダイオ
ードｃ，ｄは分離ダイオードと光導電膜５２，
ｅ、ｆはホトダイオードと容量５３で一画素を構
成したものであり、ａ，ｃ，ｅは横に２つの素子
を並べたもの、ｂ，ｄ，ｆはたてに並べたもので
ある。本発明はこれらすべてに適用可能であるこ
と言うまでもない。すなわち、図中の光のとりこ
み用窓としてホトダイオード、光導電膜の上部の
コンタクト孔のみに先の透明電極を形成すればよ
い。ここでは各ダイオードにpinダイオードを用
いたが、シヨツトキーダイオードを用いてもよ
い。
第７図ａ〜ｆにおいて、２８はガラス基板、２
９は下部金属電極、３０は絶縁膜、３７，３７′
は各々ダイオードを構成する半導体材料部、４
８，４９，５０は各々ｐ形半導体層、ｉ形層、お
よびｎ形層、４２は上部金属電極、５１は本発明
に係わる透明電極、５２は光導電膜、５３は容量
を示している。
９は下部金属電極、３０は絶縁膜、３７，３７′
は各々ダイオードを構成する半導体材料部、４
８，４９，５０は各々ｐ形半導体層、ｉ形層、お
よびｎ形層、４２は上部金属電極、５１は本発明
に係わる透明電極、５２は光導電膜、５３は容量
を示している。
実施例 ４
本実施例の断面構造を第８図に示す。これは実
施例３とほとんど同じであり、異なる点は、実施
例３ではホトダイオード上だけに透明電極３６を
残したが、本実施例ではホトダイオード近傍の図
示Ａの部分のCr−Alを除去している点である。
こうすることによつて、図中に矢印で示すように
ガラス基板２８の下側から光Ｌを入射させること
が可能となる。即ち、ガラス基板２８の下側から
光Ｌを入射させ、センサに近接して配置された原
稿Ｍで反射した光をホトダイオードに入射させ、
光電変換して原稿Ｍを読取る方式の素子として用
いることができる。
施例３とほとんど同じであり、異なる点は、実施
例３ではホトダイオード上だけに透明電極３６を
残したが、本実施例ではホトダイオード近傍の図
示Ａの部分のCr−Alを除去している点である。
こうすることによつて、図中に矢印で示すように
ガラス基板２８の下側から光Ｌを入射させること
が可能となる。即ち、ガラス基板２８の下側から
光Ｌを入射させ、センサに近接して配置された原
稿Ｍで反射した光をホトダイオードに入射させ、
光電変換して原稿Ｍを読取る方式の素子として用
いることができる。
実施例 ５
本発明を光導電膜を用いた固体撮像素子に適用
した例を示す。これは特開昭51−10715に示され
ているように二次元状に配列したスイツチと上記
スイツチを介して取出した光学像に相当する光電
荷を転送する走査を走査素子を少なくとも有する
半導体基板（走査用IC基板）上に光電変換用と
して非晶質水素化シリコン等の光導電体層よりな
る光導電膜を形成されている素子である。第９図
はこの素子の基本的構造を示している。走査用
IC部分は通常の半導体装置の工程を用いて製造
される。ｐ形シリコン基板６０上に800Å程度の
薄いSiO2膜を形成し、このSiO2膜上に所定の位
置に1400Å程度のSi3N4膜を形成する。SiO2膜は
通常のCVD法、Si3N4膜Si3N4、N2を流したCVD
法によつた。次いでH2：O2＝１：８雰囲気中で
シリコンを局所酸化し、SiO2層６８を形成する。
この方法は一般にLOCOSと呼ばれている素子分
離のためのシリコンの局所酸化法である。一度、
前述のSi3N4およびSiO2膜を除去し、MOSトラ
ンジスタのゲート絶縁膜をSiO2膜で形成する。
した例を示す。これは特開昭51−10715に示され
ているように二次元状に配列したスイツチと上記
スイツチを介して取出した光学像に相当する光電
荷を転送する走査を走査素子を少なくとも有する
半導体基板（走査用IC基板）上に光電変換用と
して非晶質水素化シリコン等の光導電体層よりな
る光導電膜を形成されている素子である。第９図
はこの素子の基本的構造を示している。走査用
IC部分は通常の半導体装置の工程を用いて製造
される。ｐ形シリコン基板６０上に800Å程度の
薄いSiO2膜を形成し、このSiO2膜上に所定の位
置に1400Å程度のSi3N4膜を形成する。SiO2膜は
通常のCVD法、Si3N4膜Si3N4、N2を流したCVD
法によつた。次いでH2：O2＝１：８雰囲気中で
シリコンを局所酸化し、SiO2層６８を形成する。
この方法は一般にLOCOSと呼ばれている素子分
離のためのシリコンの局所酸化法である。一度、
前述のSi3N4およびSiO2膜を除去し、MOSトラ
ンジスタのゲート絶縁膜をSiO2膜で形成する。
次いでポリシリコンによりゲート部６９および
拡散領域７０，６１を形成し、更にこの上部に
SiO2膜を形成する。そしてこの膜中に不純物領
域６１に対する電極取り出し口をエツチングで開
孔する。電極６２としてAlを8000Å蒸着する。
更にSiO2膜６３を1500Å形成し、続いて不純物
領域７０の上部にこれに対する電極取り出し口を
エツチングで開孔し、電極６４としてAl又はMo
を1μｍ蒸着する。なお電極６４は領域７０，６
１およびゲート部を覆う如く広く形成した。これ
は素子間の信号処理領域に光が入射するとブルー
ミングの原因となり望ましくないためである。
拡散領域７０，６１を形成し、更にこの上部に
SiO2膜を形成する。そしてこの膜中に不純物領
域６１に対する電極取り出し口をエツチングで開
孔する。電極６２としてAlを8000Å蒸着する。
更にSiO2膜６３を1500Å形成し、続いて不純物
領域７０の上部にこれに対する電極取り出し口を
エツチングで開孔し、電極６４としてAl又はMo
を1μｍ蒸着する。なお電極６４は領域７０，６
１およびゲート部を覆う如く広く形成した。これ
は素子間の信号処理領域に光が入射するとブルー
ミングの原因となり望ましくないためである。
光導電膜６５はスパツタリングによつて形成す
る。雰囲気はArと水素の混合ガスで0.2Torrとし
た。水素含有量は６モル％である。シリコンター
ゲツトを用い、周波数13.56MHz、入力300Wで反
応性スパツタを行ない、前記走査用IC基板上に
光導電膜を1μｍ堆積する。この後、Crをスパツ
タリングまたは真空蒸着法により基板温度100〜
250℃で2000Å堆積する。その後、第１０図の画
素部分の平面図のように画素を区切る形にパター
ン化する。これにより画素上部には透明導電膜６
６が形成され、同時に一画素の光のとりこみ角を
制限して解像度を上げる遮光部６７とする事がで
きる。
る。雰囲気はArと水素の混合ガスで0.2Torrとし
た。水素含有量は６モル％である。シリコンター
ゲツトを用い、周波数13.56MHz、入力300Wで反
応性スパツタを行ない、前記走査用IC基板上に
光導電膜を1μｍ堆積する。この後、Crをスパツ
タリングまたは真空蒸着法により基板温度100〜
250℃で2000Å堆積する。その後、第１０図の画
素部分の平面図のように画素を区切る形にパター
ン化する。これにより画素上部には透明導電膜６
６が形成され、同時に一画素の光のとりこみ角を
制限して解像度を上げる遮光部６７とする事がで
きる。
ここでは走査用ICとしてはMOSトランジスタ
を用いたものを使つたが、CCD・BBDを利用し
たものについても同様に適用可能である事はいう
までもない。
を用いたものを使つたが、CCD・BBDを利用し
たものについても同様に適用可能である事はいう
までもない。
遮光部６７を必要としない場合は、画面の周辺
部のみにCrを残しても特に問題はない。
部のみにCrを残しても特に問題はない。
水素化非晶質シリコンに対するドーパントとし
てここではＢとＰを用いた例であるが、Ｎ、Ｃ、
Ｏ、Ge等も使える事はいうまでもない。またダ
ングリングボンドのターミネータとしてＨのかわ
りにＦを用いてもよい。
てここではＢとＰを用いた例であるが、Ｎ、Ｃ、
Ｏ、Ge等も使える事はいうまでもない。またダ
ングリングボンドのターミネータとしてＨのかわ
りにＦを用いてもよい。
第１図は太陽電池の従来例の示す断面構造図、
第２図はホトダイオードの従来例を示す断面構造
図、第３図は本発明による太陽電池の実施例断面
図、第４図ａおよびｂは各々本発明によるホトダ
イオードの実施例平面図と断面図、第５図はマト
リクス駆動密着形センサの説明図、第６図ａおよ
びｂは各々本発明実施例の平面図と断面図、第７
図ａ〜ｆ、第８図、第９図は本発明の他の実施例
断面図、第１０図は第９図の実施例の平面構成を
説明するための図である。 符号の説明、１１，１８，２８……ガラス基
板、１２，１９，２９……Cr電極、１３，２０
……ｎ層水素化非晶質シリコン、１４，２１……
ｉ層水素化非晶質シリコン、１５，２２……ｐ層
水素化非晶質シリコン、１６，２５，３６……透
明電極、１７，２４，３５……Cr−Al電極、２
３……SiO2、３０……絶縁膜、３１〜３４……
コンタクト穴、３７……水素化非晶質シリコン。
第２図はホトダイオードの従来例を示す断面構造
図、第３図は本発明による太陽電池の実施例断面
図、第４図ａおよびｂは各々本発明によるホトダ
イオードの実施例平面図と断面図、第５図はマト
リクス駆動密着形センサの説明図、第６図ａおよ
びｂは各々本発明実施例の平面図と断面図、第７
図ａ〜ｆ、第８図、第９図は本発明の他の実施例
断面図、第１０図は第９図の実施例の平面構成を
説明するための図である。 符号の説明、１１，１８，２８……ガラス基
板、１２，１９，２９……Cr電極、１３，２０
……ｎ層水素化非晶質シリコン、１４，２１……
ｉ層水素化非晶質シリコン、１５，２２……ｐ層
水素化非晶質シリコン、１６，２５，３６……透
明電極、１７，２４，３５……Cr−Al電極、２
３……SiO2、３０……絶縁膜、３１〜３４……
コンタクト穴、３７……水素化非晶質シリコン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 所定基板上に非晶質シリコンよりなる半導体
層と、この半導体層上に、非晶質シリコンと非晶
質シリコン上に直接形成した金属膜との界面反応
によつて形成された透光性導電体層を少なくとも
有し、前記金属膜は、Cr、Mo、Ｗ、Ti、Ｖ、
Zr、Nb、Ta、Hf、Niの群から選ばれた少なく
とも一者を含有する金属膜であり、かつ、透光性
導電体層となすべき領域で除去され、その他の領
域の金属膜は導体層として残存していることを特
徴とする半導体装置。 ２ 前記金属膜が複数層で構成され、かつ、非晶
質シリコンと接する金属膜は少なくとも前記所定
の元素群より選ばれた少なくとも一者を含有する
金属膜なることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の半導体装置。 ３ 前記基板上には下部電極が設けられ、この上
部に前記半導体層が設けられていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の半導
体装置。 ４ (イ)所定基板上に非晶質シリコン層を形成する
工程と、(ロ)この非晶質シリコン層の上に、Cr、
Mo、Ｗ、Ti、Ｖ、Zr、Nb、Ta、Hf、Niの群
から選ばれた少なくとも一者を含有する金属膜を
温度範囲100℃〜250℃の加熱状態で形成するか、
又は金属膜を形成後温度範囲100℃〜250℃で加熱
処理して、非晶質シリコンと金属膜との界面反応
によつて透光性導電体層を形成する工程と、(ハ)そ
の後、当該金属膜を光入射用の所望領域で除去す
る工程を有することを特徴とする半導体装置の製
造法。 ５ 前記金属膜を複数層で構成し、かつ、非晶質
シリコンと接する金属膜は少なくとも前記所定の
元素群より選ばれた少なくとも一者を含有する金
属膜なることを特徴とする特許請求の範囲第４項
記載の半導体装置の製造法。 ６ 前記非晶質シリコン層を形成後、当該非晶質
シリコンの表面層を除去して後前記金属膜を形成
することを特徴とする特許請求の範囲第４項又は
第５項記載の半導体装置の製造法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57220641A JPS59110179A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | 半導体装置およびその製造法 |
| CA000443019A CA1232051A (en) | 1982-12-16 | 1983-12-12 | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| EP19830112624 EP0111899B1 (en) | 1982-12-16 | 1983-12-15 | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| DE8383112624T DE3381711D1 (de) | 1982-12-16 | 1983-12-15 | Halbleiteranordnung und verfahren zu deren herstellung. |
| US06/929,056 US4788582A (en) | 1982-12-16 | 1986-11-10 | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| US07/252,144 US5151385A (en) | 1982-12-16 | 1988-10-03 | Method of manufacturing a metallic silicide transparent electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57220641A JPS59110179A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | 半導体装置およびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59110179A JPS59110179A (ja) | 1984-06-26 |
| JPH0481353B2 true JPH0481353B2 (ja) | 1992-12-22 |
Family
ID=16754146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57220641A Granted JPS59110179A (ja) | 1982-12-16 | 1982-12-16 | 半導体装置およびその製造法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4788582A (ja) |
| EP (1) | EP0111899B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59110179A (ja) |
| CA (1) | CA1232051A (ja) |
| DE (1) | DE3381711D1 (ja) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59110179A (ja) * | 1982-12-16 | 1984-06-26 | Hitachi Ltd | 半導体装置およびその製造法 |
| US4529619A (en) * | 1984-07-16 | 1985-07-16 | Xerox Corporation | Ohmic contacts for hydrogenated amorphous silicon |
| US4774207A (en) * | 1987-04-20 | 1988-09-27 | General Electric Company | Method for producing high yield electrical contacts to N+ amorphous silicon |
| US5091764A (en) * | 1988-09-30 | 1992-02-25 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Semiconductor device having a transparent electrode and amorphous semiconductor layers |
| JPH07105483B2 (ja) * | 1988-12-16 | 1995-11-13 | 鐘淵化学工業株式会社 | 半導体イメージセンサ |
| JPH02186636A (ja) * | 1989-01-12 | 1990-07-20 | Seiko Epson Corp | 集積回路装置の配線法 |
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| US5254480A (en) * | 1992-02-20 | 1993-10-19 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Process for producing a large area solid state radiation detector |
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| US6445014B1 (en) | 1999-06-16 | 2002-09-03 | Micron Technology Inc. | Retrograde well structure for a CMOS imager |
| US6310366B1 (en) | 1999-06-16 | 2001-10-30 | Micron Technology, Inc. | Retrograde well structure for a CMOS imager |
| US6654057B1 (en) * | 1999-06-17 | 2003-11-25 | Micron Technology, Inc. | Active pixel sensor with a diagonal active area |
| US6326652B1 (en) | 1999-06-18 | 2001-12-04 | Micron Technology, Inc., | CMOS imager with a self-aligned buried contact |
| US6414342B1 (en) | 1999-06-18 | 2002-07-02 | Micron Technology Inc. | Photogate with improved short wavelength response for a CMOS imager |
| US6204524B1 (en) | 1999-07-14 | 2001-03-20 | Micron Technology, Inc. | CMOS imager with storage capacitor |
| JP3414343B2 (ja) | 1999-11-26 | 2003-06-09 | 日本電気株式会社 | イメージセンサ及びその製造方法 |
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| JPS59110179A (ja) * | 1982-12-16 | 1984-06-26 | Hitachi Ltd | 半導体装置およびその製造法 |
-
1982
- 1982-12-16 JP JP57220641A patent/JPS59110179A/ja active Granted
-
1983
- 1983-12-12 CA CA000443019A patent/CA1232051A/en not_active Expired
- 1983-12-15 DE DE8383112624T patent/DE3381711D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1983-12-15 EP EP19830112624 patent/EP0111899B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-11-10 US US06/929,056 patent/US4788582A/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-10-03 US US07/252,144 patent/US5151385A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57152174A (en) * | 1981-03-13 | 1982-09-20 | Hitachi Ltd | Manufacture of light receiving device |
Also Published As
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|---|---|
| EP0111899B1 (en) | 1990-07-04 |
| CA1232051A (en) | 1988-01-26 |
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